CONCENTRAÇÃO DE MISTURAS

 CONCENTRAÇÃO DE MISTURA DE SOLUÇÕES DE MESMO SOLUTO

       Ao misturarmos duas ou mais soluções, as quantidades de soluto se somam, os volumes também, mas as concentrações não. 

       A concentração final será a relação entre a quantidade final de soluto após a mistura e o volume final da solução e seu valor será intermediário entre a mais concentrada e a menos concentrada, dependendo do volume adicionado de cada uma.

(UFRGS 2020) Uma solução é preparada misturando-se 40,00 mL de NaOH de concentração 0,30 mol L^-1 e 60,00 mL de KOH 0,20 mol L^-1.   As concentrações molares de íons Na⁺, K⁺ e OH^- na solução resultante serão, em mol L^-1, respectivamente,

A) 0,012; 0,012 e 0,024.          B) 0,04; 0,06 e 0,10.          C) 0,12; 0,12 e 0,12.

D) 0,12; 0,12 e 0,24.               E) 0,30; 0,20 e 0,50.

Resumo dos conteúdos solicitados

Mistura de soluções iônicas sem reação química: nessa mistura a concentração total de íons será a soma da concentração de cada íon separadamente.

Concentração molar: é a relação entre a quantidade, em mols, de íons dissolvidos na solução e o volume final da solução.

Concentração molar iônica: uma substância iônica ao ser dissolvida na água separa (dissocia) seus íons e a concentração, mol/litro, será a quantidade, em mols, do íons no volume final da solução.

Exemplo: NaOH_(s)  +  H₂O_(l) => Na⁺¹_(aq) + OH^-1_(aq)

Leitura molar: 1 mol de NaOH ao se dissociar na água libera 1 mol de Na¹⁺ e 1 mol de OH^1-.

Leitura da Concentração Molar: NaOH_(aq) de concentração 0,30 mol L^-1: significa que em um litro da solução teremos 0,30 mol de Na¹⁺ e 0,30 mol de OH^1-.

Resolução

Cálculo da quantidade, em mols, de NaOH em 40 mL.

0,30mol ............... 1.000 mL

X mols ................. 40 mL

X = 0,012mols de NaOH

Na dissolução de 0,012mol de NaOH teremos 0,012mol de Na¹⁺_(aq) e 0,012 mol de OH^1-_(aq) dissociados.

Cálculo da quantidade, em mols, de KOH em 60 mL.

0,20mols .............   1.000 mL

X mols .................   60 mL

X = 0,012mols de KOH

Na dissolução de 0,012mol de KOH teremos 0,012mol de K¹⁺_(aq) e 0,012 mol de OH^1-_(aq) dissociados.

Concentração de cada íon na solução final

Volume final da solução após a mistura = 40 + 60 = 100mL

Na¹⁺: 0,012 mol dissolvidos em 100mL de solução, logo em 1.000mL (1 litro) teremos 0,12mol.

OH^1-: 0,012 mol dissolvidos em 100mL de solução, logo em 1.000mL (1 litro) teremos 0,12mol.

K¹⁺: 0,012 mol dissolvidos em 100mL de solução, logo em 1.000mL (1 litro) teremos 0,12mol.

OH^1-: 0,012 mol dissolvidos em 100mL de solução, logo em 1.000mL (1 litro) teremos 0,12mol.

[Na¹⁺] = 0,12mol/litro

[K¹⁺] = 0,12mol/litro

[OH^1-] = 0,12 + 0,12 = 0,24mol/litro

Resposta: letra D

01) A salinidade da água de um aquário para peixes marinhos, expressa em concentração de cloreto de sódio, é 0,08mol/L. Para corrigir essa salinidade, foram adicionados 2 litros de uma solução 0,52mol/L de NaCl a 20 litros da água deste aquário. Qual a concentração molar da solução resultante?

Resumo teórico e resolução do exercício

Precisamos calcular a quantidade de cloreto de sódio nos 2 litros e nos 20 litros de solução e depois dividir pelo volume final.

Leitura da concentração molar: 0,08mol/L significa que em um litro de solução tem 0,08mol de NaCl dissolvidos, vamos calcular a quantidade existente em 20 litros.

0,08mol ............ 1litro

X mol ............... 20 litros

X = 1,6 mols

Leitura da concentração molar: 0,52mol/L significa que em um litro de solução tem 0,52mol de NaCl dissolvidos, vamos calcular a quantidade existente em 2 litros.

0,52mol ........... 1litro

X mol ............. 2 litros

X = 1,04 mols

Concentração final será o quociente entre a quantidade total de soluto e o volume total após a mistura das duas soluções.

C = (1,6 + 1,04)mol / 22litros

C = 0,12mol/litro

02) Misturam-se 200 mililitros de solução de hidróxido de potássio de concentração 5,0g/L com 300 mililitros de solução da mesma base com concentração 4,0g/L. A concentração, em g/L, da solução final vale?

Resumo teórico e resolução do exercício

Concentração final será a relação entre a quantidade final de hidróxido de potássio após a mistura e o volume final da solução e seu valor será intermediário entre a maior e a menor concentração..

Volume final da solução = 200mL + 300mL = 500mL

Quantidade final é a soma das quantidade de hidróxido de sódio contidas nos volumes de 200mL e 300mL

a. Cálculo da quantidade em 200 mL.

5g/L => significa que em um litro(1000mililitros) de solução temos 5 gramas de hidróxido de potássio, logo:

5 gramas .......... 1000mililitros

X gramas .......... 200mililitros

X = 1 grama

b. Cálculo da quantidade de hidróxido de potássio em 300 mililitros

4gramas .......... 1000mililitros

X gramas ........ 300 mililitros

X = 1,2gramas

Concentração final = (1g + 1,2g)/500mililitros = 2,2g por 500mililitros

Concentração = 2,2g / 0,5L = 4,4g/L

03) Misturam-se 500 mL de uma solução 0,40mol/L de hidróxido de sódio com 400mL de uma solução 0,50mol/L da mesma base e completa-se o volume para 1.000 mL. Qual é a concentração em mols/L final?

Resumo teórico e resolução do exercício

A concentração final será a relação entre a quantidade final de hidróxido de sódio após a mistura e o volume final da solução.

Volume final da solução = 1000mL

Quantidade final é a soma das quantidade de hidróxido de sódio contidas nos volumes de 500mL e 400mL

Cálculo da quantidade de hidróxido de sódio em 500 mililitros.

0,4mol/L => significa que em cada 1000mililitros(1L) de solução temos 0,4 mol de hidróxido de sódio dissolvidos, logo:

0,4 mol ............. 1000mililitros

X mol ................ 500mililitros

X = 0,2 mol

Cálculo da quantidade de hidróxido de sódio em 400 mililitros.

0,5 mol .......... 1000mililitros

X mol ............. 400mililitros

X = 0,2 mol

Concentração final = (0,2 + 0,2)mol / 1000mililitros

C = 0,4 mol/litro

OBS: poderia ser resolvido pela fórmula: M3V3 = M1.V1 + M2.V2

04) 80mL de solução aquosa de cloreto de cálcio 2mols/L são adicionados a 20mL de solução aquosa de ácido clorídrico 12 molar. Qual a concentração dos íons após a mistura?

Resumo teórico e resolução do exercício

a) Volume final = 80mL + 20mL = 100mL = 0,1litro

b) Concentração de íons na solução 2mols/L

2 mols ............. 1000mL

X mols ............ 80mL

X = 0,16mols de cloreto de cálcio em 80mililitros.

Cloreto de cálcio tem fórmula Ca₁Cl₂ ou seja tem um íon cálcio para dois íons cloro, logo:

0,16 mols de Ca₁Cl₂ = (0,16 . 1) de íons cálcio + (0,16 . 2) de íons cloro.

Total de íons = 0,16 + 0,32 = 0,48mols

c) Concentração de íons na solução 12molar ou 12mols/L.

12 mols ............. 1000mL

X mols ............ 20mL

X = 0,24mols de ácido clorídrico em 20mililitros.

Ácido clorídrico ou Cloreto de hidrogênio tem fórmula H₁Cl₁ ou seja poderá formar um íon hidrogênio para um íon cloro quando em solução aquosa, logo:

0,24 mols de H₁Cl₁ = (0,24 . 1) de íons hidrogênio + (0,24 . 1) de íons cloro.

Total de íons = 0,24 + 0,24 = 0,48mols

d) Cálculo da concentração final.

A concentração final é a relação entre a quantidade final de íons e o volume final, ou seja:

=> Quantidade final de íons = (0,48 + 0,48) = 0,96mols

=> Volume final = 100mL = 0,1litro

=> Cf = 0,96mols dividido por 0,1L = 9,6 mols/L

05) Desejam-se preparar 500 mL de solução a 4% de NaOH. Os volumes de uma solução de 7% e de outra 2% dessa base, necessários para obter-se a solução desejada, são, respectivamente.
Obs: como as soluções são diluídas, a densidade é igual à do solvente - no caso, a água (1g/mL).

Resumo teórico e resolução do exercício

Podemos aplicar direto a fórmula geral para misturas de soluções sem reação química.

M3V3 = M1.V1 + M2.V2

 4 . 500 = 7 . x +  2 .y

Como temos duas incógnitas precisamos da relação entre "x" e "y".

x  +  y  = 500 mililitros, substituindo na fórmula teremos:

2.000 = 7 ( 500 - y)  +  2y

y = 300 mL é o volume da solução a 2%.

O volume da solução a 7% será (500 - 300) = 200 mililitros.

06) Reunindo-se os seguintes volumes de soluções de glicose:

       •  200 mL com concentração 2,00 M

       •  300 mL com concentração 0,05 M

       •  500 mL com concentração 0,70 M

   A concentração da solução resultante será, aproximadamente.

Resumo teórico e resolução do exercício

A fórmula geral para mistura de soluções é válida para a mistura de uma quantidade infinita de soluções, logo.

M₄ .V₄ = M₁.V₁ + M₂. V₂  +  M₃.V₃

M4 .1.000 = 200 .2  +  300 .0,05  +  500 . 0,7

M4 = 0,76 M = 0,76 mol/litro

07) 0,75 litros de ácido clorídrico 4,0 mol/L foi misturado com 0,25 litros do mesmo ácido 2,0 mol/L.  A concentração da solução resultante é:

R    Resumo teórico

     Usando a equação geral das misturas teremos.

M3.V3 = M1.V1 + M2.V2

1 . M₃ = 0,75 . 4  +  0,25 . 2

M₃ = 3,5 mol/litro

08) Uma solução é preparada misturando-se 40,00 mL de NaOH de concentração 0,30 mol L^-1 e 60,00 mL de KOH 0,20 mol L^-1. As concentrações molares de íons Na⁺, K⁺ e OH^- na solução resultante serão, em mol L^-1, respectivamente,

 (A) 0,012; 0,012 e 0,024.                                (B) 0,04; 0,06 e 0,10.

 (C) 0,12; 0,12 e 0,12.                                     (D) 0,12; 0,12 e 0,24.

 (E) 0,30; 0,20 e 0,50.

 Resumo teórico

 Mistura de soluções iônicas sem reação química: nessa mistura a concentração total de íons será a soma da concentração de cada íon separadamente.

 Concentração molar: é a relação entre a quantidade, em mols, de íons dissolvidos na solução e o volume final da solução.

 Concentração molar iônica: uma substância iônica ao ser dissolvida na água separa (dissocia) seus íons e a concentração, mol/litro, será a quantidade, em mols, do íons no volume final da solução.

 Exemplo: NaOH_(s)  +  H₂O_(l) => Na⁺¹_(aq) + OH^-1_(aq)

 Leitura molar: 1 mol de NaOH ao se dissociar na água libera 1 mol de Na¹⁺ e 1 mol de OH^1-.

 Leitura da Concentração Molar: NaOH_(aq) de concentração 0,30 mol L^-1: significa que em um litro da solução teremos 0,30 mol de Na¹⁺ e 0,30 mol de OH^1-.

 Resolução do teste

 Cálculo da quantidade, em mols, de NaOH em 40 mL.

 0,30mol ............... 1.000 mL

X mols ................. 40 mL

 X = 0,012mols de NaOH

 Na dissolução de 0,012mol de NaOH teremos 0,012mol de Na¹⁺_(aq) e 0,012 mol de OH^1-_(aq) dissociados.

 Cálculo da quantidade, em mols, de KOH em 60 mL.

 0,20mols .............   1.000 mL

X mols .................   60 mL

 X = 0,012mols de KOH

 Na dissolução de 0,012mol de KOH teremos 0,012mol de K¹⁺_(aq) e 0,012 mol de OH^1-_(aq) dissociados.

 Concentração de cada íon na solução final

 Volume final da solução após a mistura = 40 + 60 = 100mL

 Na¹⁺: 0,012 mol dissolvidos em 100mL de solução, logo em 1.000mL (1 litro) teremos 0,12mol.

 OH^1-: 0,012 mol dissolvidos em 100mL de solução, logo em 1.000mL (1 litro) teremos 0,12mol.

 K¹⁺: 0,012 mol dissolvidos em 100mL de solução, logo em 1.000mL (1 litro) teremos 0,12mol.

 OH^1-: 0,012 mol dissolvidos em 100mL de solução, logo em 1.000mL (1 litro) teremos 0,12mol.

 [Na¹⁺] = 0,12mol/litro

 [K¹⁺] = 0,12mol/litro 

 [OH^1-] = 0,12 + 0,12 = 0,24mol/litro

 Resposta: letra D